Сосуды Дьюара, низкотемпературные синтезы

Сосуд Дьюара - сосуд, предназначенный для длительного хранения веществ при повышенной или пониженной температуре. Перед помещением в сосуд Дьюара вещество необходимо нагреть или охладить. Постоянная температура поддерживается пассивными методами за счет хорошей теплоизоляции и/или процессов в хранимом веществе (например, кипение).

Рисунок 20. Схема сосуда Дьюара: подставка (1); вакуумированая полость (2); теплоизоляция (3); адсорбент (4); наружный сосуд (5); внутренний сосуд (6); горловина (7); крышка (8); трубка для вакуумирования (9).

Современные сосуды Дьюара конструктивно выполнены из алюминия или нержавеющей стали (рисунок 20). Горловина соединяет внутренний и внешний сосуды, пространство между которыми образует герметичную вакуумную полость (давление 0.01 Па). Снаружи внутренний сосуд покрывается адсорбентом, который при охлаждении поглощает остаточные газы из вакуумной полости. Для уменьшения теплопотерь внутренний сосуд покрывают дополнительной теплоизоляцией. К крышке сосуда Дьюара, для снижения конвекционной теплопередачи прикрепляют пенопластовый цилиндр, который негерметично закрывает горловину. Современные сосуды Дьюара имеют низкие потери от испарения: от 1,5% в сутки для больших емкостей, до 5% в сутки для малых объёмов.

В химических лабораториях сосуд Дьюара используется:

- для хранения криожидкостей, чаще всего жидкого азота, жидкого гелия. Жидкий азот применяется в лабораториях как хладагент. В жидком состоянии азот (темп. кипения −195,8°C) – это бесцветная, подвижная жидкость. Литр жидкого азота, испаряясь и нагреваясь до 20°C, образует примерно 700 литров газа. По этой причине жидкий азот хранят в специальных сосудах Дьюара с вакуумной изоляцией открытого типа. При работе с жидким азотом и сосудами Дьюара необходимо строго соблюдать правила безопасности, а именно – использовать защитные очки, халат, аккуратно переливать жидкий азот прямо в Дьюар.

- для проведения низкотемпературных синтезов (-100÷0°С). Низко-температурные синтезы (в области от -100 до 0°С) проводятся в специальных, чашеобразных сосудах Дьюара. Для этого в сосуд Дьюара помещается теплоноситель (чаще всего спирт - этанол или изопропанол) и охлаждается жидким азотом до нужной температуры.